题目内容
【题目】我国自行生产的混合动力汽车已经面世,混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成,这台电机既可以充当电动机驱动汽车,又可以充当发电机给蓄电池充电.汽车启动时,内燃机不工作,蓄电池通过电机向车轮输送动力,使汽车行驶;当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时,改由内燃机工作,一方面向车轮输送动力,另外通过电机给蓄电池充电.
(1)内燃机工作时,汽油燃烧时释放出的________能转化为汽车的________能和蓄电池的________能;
(2)当电机充当发电机时,它利用的工作原理是________
A. 磁场对电流的作用 B. 电流的磁效应 C. 电磁感应
(3)某种型号的混合动力汽车,所用的镍氢蓄电池组的部分参数如下表所示.汽车上的电机(充当电动机时)的额定功率应该________(选填“大于”、“等于”或“小于”)30kW.简单说明你判断的理由:________;
(4)测试人员驾驶该车在平直公路上以50km/h的速度匀速直线行驶0.5h,汽车消耗汽油5kg,同时这个期间测试人员观察到:蓄电池组储存的能量由测试开始时最大值的80%增加到了最大值.已知汽油的热值为4.6×107J/kg.汽车行驶时所受阻力f和车速v的关系如图所示.计算:
输出电压/V | 300 |
额定功率/kW | 30 |
最大容量/kWh | 30 |
质量/kg | 320 |
①牵引力做功为多少_____ ;
②这种汽车内燃机中汽油的能量转化效率是多大______ .
【答案】化学能转化为机械能和化学能;(2)C;(3)小于;理由:蓄电池的额定功率为30KW,蓄电池在带动电机工作的同时,还需要带动照明灯等电器工作,所有用电器的总功率不能超过蓄电池的额定功率;(4)①2000N; 5×107J ②31.1%
【解析】
试题(1)内燃机工作时,汽油燃烧时释放出的内能能转化为汽车的机械能,给蓄电池充电转化为化学能;
(2)当电机充当发电机时,它利用的工作原理是电磁感应现象,故选C;
(3)因为蓄电池的额定功率为30KW,蓄电池在带动电机工作的同时,还需要带动照明灯等电器工作,所以汽车上的电机的额定功率应该小于30kW;
(4)汽车通过的路程:S=Vt=50km/h×0.5h=25km=25000m,由图象可知,车速为50km/h时,阻力是2000N,牵引力也是2000N,牵引力做的功:W1=FS=2000N×25000m=5×107J,
燃油放出的热量:Q放=mq=5kg×4.6×10^7 J/kg=2.3×108 J,
蓄电池获得的电能:W2=(30-30×80%)kWh=2.16×107 J,
W有用=W1+W2=5×107J+2.16×107J=7.16×107 J,W总=Q放=2.3×18 J,
内燃机的效率:η=W有用/W总×100%=7.16×107J/2.3×108J×100%≈31%